[发明专利]一种高铁宽带专网高动态转换系统的天线控制方法

权利要求书

1.一种高铁宽带专网高动态转换系统的天线控制方法，其特征在于，采用天线控制系统，所述天线控制系统包括GNSS与惯导组合导航接收机、数据处理模块、微波开关型多入多出天线(MS-MIMO)、天线控制器；

该天线控制方法包括以下步骤：

步骤1：GNSS与惯导组合导航接收机测量列车位置信息C和航向角信息φ，并通过串行通信接口发送至数据处理模块；

步骤2：数据处理模块根据列车位置信息C，结合内置的高铁专网电子地图，查询列车位置附近可用的通信基站位置信息B，通信基站的覆盖半径R，通信基站天线的高度H，通信基站距离路轨的距离D，并通过覆盖半径R和列车航向角信息φ优选通信基站；

步骤3：计算列车到通信基站与路轨垂足的距离L，并计算L和D的比例关系K＝L/D；

步骤4：结合微波开关型多入多出天线的波束方向图，结合选择的通信基站位置B，参考K值，通过电子开关的切换，在平原地区实现定向天线和全向天线之间的快速切换；

步骤5：结合地形地貌，通过列车前进方向与列车基站连线的夹角，确定是否驱动选定高增益通信天线的方位轴电机来实现天线波束的对准。

2.根据权利要求1所述的高铁宽带专网高动态转换系统的天线控制方法，其特征在于，所述GNSS与惯导组合导航接收机包括卫星导航接收机，用于测量高速运动的列车位置信息和航向信息，通过串行输入输出接口与数据处理模块相连，还包括测量型GNSS天线，测量型GNSS导航接收机和惯性测量器件，惯性测量器件为MEMS器件组合或高精度战术级的惯导器件组合。

3.根据权利要求1所述的高铁宽带专网高动态转换系统的天线控制方法，其特征在于，所述数据处理模块，包括存储器、CPU、供电电源及输入输出接口，用于存储高铁专网电子地图和实时解算通信天线指向通信基站的方位角和俯仰角，通过串行通信接口与导航接收机相连接。

4.根据权利要求1所述的高铁宽带专网高动态转换系统的天线控制方法，其特征在于，所述微波开关型多入多出天线(MS-MIMO)包括两组高增益天线(TANT1、TANT 2)、一组全向天线(TANT 3)和一组独立控制电子开关。

5.根据权利要求4所述的高铁宽带专网高动态转换系统的天线控制方法，其特征在于，所述独立控制电子开关包括3个独立的电子开关，具有毫秒级别的响应能力，独立的控制每组天线的接通和关闭，与天线控制器的IO管脚相连。

6.根据权利要求1所述的高铁宽带专网高动态转换系统的天线控制方法，其特征在于，所述天线控制器是单片机、单板机、工控机以及其它具有控制步进电机能力的MCU，具有多个串行通信接口和多个独立可控的IO口。

7.根据权利要求1所述的高铁宽带专网高动态转换系统的天线控制方法，其特征在于，所述高铁专网电子地图显示形状为随高铁路轨而变化的狭长形状；其显示内容为高铁路轨及路轨沿线的通信基站详细信息，包括：铁路路轨的经度、纬度、高度信息，通信基站的有效覆盖半径、基站铁塔高度、基站天线高度、基站铁塔距离路轨最短距离信息等，高铁电子地图存储在数据处理模块内。